消防機(jī)器人總體設(shè)計(jì)案例1900字

消防機(jī)器人總體設(shè)計(jì)案例綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u2166消防機(jī)器人總體設(shè)計(jì)案例綜述 157501.1消防機(jī)器人的需求分析 1118701.2消防機(jī)器人的基本原理 25451.3消防機(jī)器人的整體設(shè)計(jì) 2206921.4消防機(jī)器人的組成模塊 3290491.4.1障礙檢測(cè)模塊 3269401.4.2溫度檢測(cè)模塊 4135821.4.3滅火系統(tǒng) 4142681.4.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 4161151.4.5通信模塊 41.1消防機(jī)器人的需求分析1）市場(chǎng)需求隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)如今各煤礦企業(yè)、城市地軌化學(xué)制品企業(yè)不斷的增加，因此像油田燃燒、煤礦坍塌、有害氣體的泄漏及易爆物品的爆炸以及隧道坍塌等災(zāi)害隱患也不斷增加。但是上述的種種場(chǎng)合對(duì)于血肉之軀的消防員來(lái)看是非常危險(xiǎn)的，以此消防機(jī)器人代替消防員進(jìn)行簡(jiǎn)單道路的開(kāi)辟，和火源的撲滅工作是大勢(shì)所趨。2）提高滅火的效率隨著消防機(jī)器人功能的不斷完善及穩(wěn)定性和抗干擾能力不斷加強(qiáng)，消防機(jī)器人逐漸在危險(xiǎn)的滅火救災(zāi)領(lǐng)域得到廣泛的使用，消防機(jī)器人對(duì)于各類(lèi)災(zāi)禍現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，能夠大幅度的提高消防人員的救援決策的制定，一方面預(yù)防了災(zāi)禍現(xiàn)場(chǎng)的惡化；另一方面增加消防人員的救援效率，從而減少人員的傷亡?，F(xiàn)如今我國(guó)已經(jīng)研發(fā)出一款消防機(jī)器人，能夠在同一個(gè)終端控制器上，同時(shí)對(duì)8臺(tái)消防機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。3）發(fā)展趨勢(shì)越來(lái)越多的消防人員意識(shí)到消防機(jī)器人對(duì)于火災(zāi)救援的重要性，因此我國(guó)的消防機(jī)器人市場(chǎng)也逐步成型。消防機(jī)器人的控制方式也從有線到無(wú)線的遠(yuǎn)程控制，并且功能也在不斷的優(yōu)化、穩(wěn)定性也在不斷的提高。1.2消防機(jī)器人的基本原理本課題設(shè)計(jì)發(fā)射滅火彈消防機(jī)器人的滅火基本原理如圖1.1所示。在消防機(jī)器人運(yùn)行中，主控芯片接收到由溫度檢測(cè)模塊和障礙檢測(cè)模塊的共同發(fā)送的檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)控制四路電機(jī)的運(yùn)動(dòng)使小車(chē)與火源保持一定的距離防止現(xiàn)場(chǎng)火情對(duì)機(jī)器人自身造成嚴(yán)重的傷害。并且可以自動(dòng)避障，從而在濃煙中也可以對(duì)消防員的遠(yuǎn)程控制起到一定的輔助作用。消防人員可以根據(jù)圖傳模塊顯示的現(xiàn)場(chǎng)火情來(lái)進(jìn)行合理判斷，也可以通過(guò)通訊模塊進(jìn)行控制消防機(jī)器人對(duì)火源定點(diǎn)發(fā)射消防滅火彈來(lái)進(jìn)行滅火處理。圖1.1消防機(jī)器人滅火基本原理圖1.3消防機(jī)器人的整體設(shè)計(jì)本課題對(duì)消防機(jī)器人的整體設(shè)計(jì)（如圖1.2所示）一共分為四個(gè)部分：1）數(shù)據(jù)采集單元消防機(jī)器人的數(shù)據(jù)采集單元主要是由障礙檢測(cè)模塊和溫度檢測(cè)模塊共同組成，兩個(gè)模塊相互配合能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的各類(lèi)參數(shù)的采集工作。數(shù)據(jù)采集單元是消防機(jī)器人的核心部分。2)數(shù)據(jù)處理單元消防機(jī)器人的數(shù)據(jù)處理單元主要由單片機(jī)進(jìn)行負(fù)責(zé)，將數(shù)據(jù)采集單元的各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理有序的分析和運(yùn)算，從而下達(dá)相應(yīng)的控制指令到控制單元和人機(jī)交互單元。3)控制單元消防機(jī)器人的控制單元主要由滅火系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等組成，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)處理單元下達(dá)的指令來(lái)進(jìn)行相應(yīng)控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)和發(fā)射滅火彈等。4)人機(jī)交互單元消防機(jī)器人的人機(jī)交互單元主要有通訊模塊和圖傳模塊組成，通訊模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)消防機(jī)器人的遠(yuǎn)程運(yùn)行控制；圖傳模塊能夠?qū)崟r(shí)共享消防機(jī)器人的視野，有利于火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情況的探查等。圖1.2消防機(jī)器人的整體設(shè)計(jì)框圖圖1.2消防機(jī)器人的整體設(shè)計(jì)框圖，數(shù)據(jù)采集單元對(duì)障礙檢測(cè)模塊和溫度檢測(cè)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)邏輯處理；主控芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)操作者提供一定的駕駛輔助；最后，通過(guò)通訊模塊和圖傳模塊可以用來(lái)對(duì)消防機(jī)器人進(jìn)行控制和對(duì)火場(chǎng)情況的一個(gè)簡(jiǎn)單了解。1.4消防機(jī)器人的組成模塊1.4.1障礙檢測(cè)模塊本課題設(shè)計(jì)的消防機(jī)器人要能夠?qū)馂?zāi)現(xiàn)場(chǎng)及周?chē)h(huán)境是否存在障礙物影響自身移動(dòng)控制進(jìn)行檢測(cè)，因此便設(shè)計(jì)了以紅外傳感器作為障礙檢測(cè)模塊的核心電路。該紅外測(cè)距傳感器距離探測(cè)遠(yuǎn)、性能穩(wěn)定且受溫度影響小、方便裝配以及性價(jià)比高等特點(diǎn)。1.4.2溫度檢測(cè)模塊本課題設(shè)計(jì)的消防機(jī)器人要能夠?qū)馂?zāi)現(xiàn)場(chǎng)的火源進(jìn)行識(shí)別，為消防機(jī)器人發(fā)射消防滅火彈尋找目標(biāo)。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)數(shù)字溫度傳感器具有功效小、性能高、抗干擾能力強(qiáng)以及直接將溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)等等優(yōu)點(diǎn)，便設(shè)計(jì)了以數(shù)字溫度傳感器為核心的溫度檢測(cè)模塊電路。1.4.3滅火系統(tǒng)本課題設(shè)計(jì)的消防機(jī)器人能夠通過(guò)滅火系統(tǒng)發(fā)射消防滅火彈對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)火源進(jìn)行定點(diǎn)滅火。該滅火系統(tǒng)由儲(chǔ)彈倉(cāng)、撥彈機(jī)構(gòu)和發(fā)射機(jī)構(gòu)組成，能夠根據(jù)消防人員進(jìn)行遠(yuǎn)程控制發(fā)射，是消防機(jī)器人的滅火的核心裝置。1.4.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊本課題設(shè)計(jì)的消防機(jī)器人的工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境是惡劣的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，因此對(duì)于消防機(jī)器人的移動(dòng)控制需求較高，需要選擇電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊具有過(guò)熱自斷、反饋檢測(cè)、穩(wěn)定性良好和操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，并能夠適應(yīng)大電流驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。1.4.5通信模塊本課題設(shè)計(jì)的消防機(jī)器人